顱顏手術用規劃及導引系統

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姓名

鄭逸琦(Yi-chi Cheng ) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程研究所

論文名稱

顱顏手術用規劃及導引系統
(Surgical Planning and Navigation System for Plastic Surgery)

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摘要(中)

本研究發展一套顱顏手術用規劃及導引系統，以電腦 3D 醫學影像配合立體定位裝置，達到讓醫師在術前依據系統所提供的各切面及立體資訊進行骨骼切割，移位，製作植入物等規劃，而在術中可以依據術前規劃的結果，提供目前手術器械所在位置的各切面資訊，並顯示目前位置距離目標位置的方向與差距以協助醫師將骨骼或人工植入物置放於術前規劃之最佳位置。
本系統可分為三大部分，影像重建，座標規劃，及方位校準。在影像重建方面是將二維醫學影像重建出立體模型，並提供多種切割功能以利醫師分離破碎骨骼或病灶。座標規劃方面是調整目前骨骼的彼此相對座標關係求得最佳手術位置，並記錄下各部位骨骼相對移動量以便術中比較。方位校準技術中採用附加標記定位法，利用術前貼在病患身上的附加標記實際座標與影像中的附加標記影像座標彼此找出轉換關係。找到轉換關係後，便可將目前鎖在骨骼上的手術器械位置與術前規劃好的目標偏移量比較，協助醫師將完成手術。
本研究採用光學式定位裝置，並採用相對位移量來導引手術位置，因而可以將方位校準時的誤差減少，適合於顱顏整型手術或骨科手術等需要相對位移精準的手術，經過實驗誤差均低於1mm 應符合實際手術需求。

關鍵字(中)

★ 手術導航
★ 手術規劃及導引系統
★ 電腦圖學
★ 顱顏整型手術

關鍵字(英)

★ craniofacial surgery
★ surgical navigation

論文目次

摘要……………………………………………………………………....I
目錄……………………………………………………………………...II
圖索引…………………………………………………………………...V
表索引……………………………………………………………….VIII
第一章緒論……………………………………………………………..1
1-1 研究動機與目的………………………………………………..1
1-2 文獻回顧………………………………………………………..2
1-3 研究方法………………………………………………………..4
1-4 論文介紹………………………………………………………..5
第二章系統架構………………………………………………………..6
2-1 系統作業流程…………………………………………………..6
2-2 硬體架構………………………………………………………..8
2-3 軟體功能………………………………………………………10
2-3-0 程式概觀………………………………………………..10
2-3-1 資料來源………………………………………………..11
2-3-2 二維及三維影像顯示…………………………………..11
2-3-3 切割功能………………………………………………..16
2-3-4 對位功能………………………………………………..18
2-3-5 程式輸出功能…………………………………………..19
2-3-6 術中導引介面…………………………………………..19
第三章方位校準與骨骼復位…………………………………………21
3-0 座標系統簡介…………………………………………………21
3-1 座標轉換………………………………………………………21
3-1-1 骨骼相對座標轉換…………………………………….22
3-1-2 輸入裝置座標轉換…………………………………….23
3-2 影像座標與裝置座標之方位校準……………………………27
3-2-1 附加標記………………………………………………..27
3-2-2 附加標記的影像座標…………………………………..29
3-2-3 附加標記的裝置座標…………………………………..30
3-2-4 座標轉換………………………………………………..31
3-3 骨骼復位………………………………………………………32
3-3-1 術前偏移量…………………………………………….34
3-3-2 術中偏移量……………………………………………..36
第四章實驗結果與討論…………...………………………………….38
4-1 頭顱模型………………………………………………………38
4-2 實驗步驟………………………………………………………41
4-3 實驗結果………………………………………………………47
4-4 實驗討論………………………………………………………49
第五章結論…………………………………………………………....50
參考文獻………………………………………………………………..51

參考文獻

[1] Stealthstation,
http://www.sofamordanek.com/physician_info/stealth_systems.html - applications
[2] Radonics
http://www.radionics.com/
[3] BrainLab
http://www.brainlab.com/scripts/website_frame_english.asp?language=E
[4] Mayo AVW
http://www.mayo.edu/
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[14] William J. S., Kenneth M.M., Lisa S. A., and C. Charles L., The VTK User’s Guide, Kitware, Inc., N.Y., USA

指導教授

曾清秀(Ching-Shiow Teseng)

審核日期

2001-7-16

推文